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Lexikon der Biologie: Häm

Häm s [von ä *häm- ], Protohäm, Ferroprotoporphyrin IX, Metalloporphyrin, das als prosthetische Gruppe der Hämoglobine, Myoglobine und Cytochrome fungiert. Das Häm und seine Abkömmlinge sind gekennzeichnet durch ein Porphyrin-System (Porphyrine), in dessen Mitte Fe2+ (sog. Häm-Eisen) komplexiert ist (aus Protoporphyrin und Fe2+ bestehendes reduziertes Hämatin). Das Eisenatom ist koordinativ an die 4 Pyrrolstickstoffatome des Porphyrinrings gebunden. Der Einbau des Eisens erfolgt mit Hilfe von Eisen-Chelatasen. Die Häm-Gruppen bedingen die rote Farbe der Hämoglobine, Myoglobine und Cytochrome und damit letztlich auch die rote Farbe des Blutes und der Muskeln. In Hämoglobin und Myoglobin liegt immer zweiwertiges Eisen vor, als Redox-Coenzym wird Häm (mit Fe2+) zu Hämatin (syn. neutrales Hämin, enthält Fe3+) oxidiert. Das beim proteolytischen Abbau des Globins freiwerdende Ferroprotoporphyrin IX wird durch molekularen Sauerstoff zum linearen eisenfreien Biliverdin gespalten (Oxidation). Diese Reaktion wird durch eine Cytochrom-P-450-abhängige mikrosomale Hämoxigenase katalysiert und ist mit der Bildung von CO (Kohlenmonoxid) verbunden. Bei der Verdauung von Hämoglobin durch Parasiten (z.B. Plasmodium) und blutsaugende Insekten (z.B. Raubwanzen) entsteht Häm als Abbauprodukt, das im freien Zustand giftig ist. Durch einen noch unbekannten Mechanismus wird dieses Häm zum sog. Malariapigment oder Hämozoin polymerisiert und damit entgiftet. Hämozoin ist wasserunlöslich und wird mit dem Kot ausgeschieden. – Auch Eisenkomplexe verwandter Tetrapyrrolstrukturen werden bisweilen als Häme bezeichnet, z.B. Verdohäm, Biliverdinhäm sowie ein Eisenkomplex des Chlorins. Bilirubin, Willstätter (R.).

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